KR20040053138A

KR20040053138A - 사용 시점 수처리 시스템

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Publication number: KR20040053138A
Application number: KR10-2004-7004302A
Authority: KR
Inventors: 쿠에넨로이더블유.; 바트커스에릭케이.; 바만데이비드더블유.; 콘라드케네쓰이.; 라우쩬하이저테리엘.; 스나이더그레그; 몰레마스코트에이.
Original assignee: 액세스 비지니스 그룹 인터내셔날 엘엘씨
Priority date: 1999-06-21
Filing date: 2000-06-14
Publication date: 2004-06-23
Also published as: CN101024528B; AU5489300A; HK1063307A1; CN100542974C; US6514420B2; JP4387979B2; HK1063306A1; KR100482867B1; US6793817B2; CN100548898C; CN101024528A; JP3878645B2; JP4358780B2; HK1047573B; CN1157338C; JP2003502153A; KR20040045455A; CN1478726A; KR100452528B1; HK1117699A1

Abstract

본 발명은 수중의 오염물을 여과 및 처리하기 위한 사용 시점(point-of-use) 수처리 시스템(WTS: water treatment system) 유닛(20)에 관한 것이다. WTS 유닛(20)은 UV 램프 조립체(24)와 같은 2차 처리 장치에 유도 방식으로 동력을 공급하는 기부 유닛(22) 내에 위치된 제1 주요 코일(74)을 포함한다. 필터 블록(90) 및 그 내측으로 연장되는 내부 슬리브(92)를 갖는 필터 조립체(26)가 사용된다. 내부 슬리브(92)는 2차 처리 장치(24)가 배치되는 챔버를 형성한다. 제1 및 제2 밸브 및 밀봉부는 필터 조립체(26) 및 2차 처리 장치가 개별적으로 교체 가능하도록 필터 조립체(26), 2차 처리 장치(24) 및 기부 유닛(22) 사이에 개재된다. 2차 처리 장치(24)는 벌브(bulb) 내의 수은을 필라멘트(444)들 사이의 아크 경로 내에 응축하기 위한 응축 요소(84)를 포함한다. 필라멘트들 사이에 응축된 수은을 유지하는 것은 수은이 아크 경로 외부에서 응축될 수 있게 하는 것에 비하여 후속되는 전압 인가 시에 램프 조립체(24)가 소정 세기의 광선을 발생시키는 데 필요한 시간을 감소시키는 역할을 한다. 반사 조립체(402)는 용수를 보내는 송수관(80) 상에 조사선을 집속시키고 조사선이 원래 방출되었던 벌브 조립체(82)로 복귀되지 않도록 램프 조립체(24)에서 사용된다.

외부 수납부 또는 하우징(400)은 램프 조립체(24)가 대체로 폐쇄된 압력 용기가 되도록 벌브 및 반사 조립체(82, 402)를 둘러싼다. 또한, 형광 염료가 주입된 도광관(250)은 램프 조립체(24)의 광선 출력 세기의 용이한 감시를 위해서 UV광선을 가시 광선으로 변환하는 데 사용된다. 또한, 도광관(250)은 특정 파장(녹색)의 광선을 주로 방출하지만 다른 파장의 도광관(250)을 통한 투과를 상당히 억제하는 필터로서 역할을 한다.

Description

사용 시점 수처리 시스템{POINT-OF-USE WATER TREATMENT SYSTEM}

본 발명은 35 U.S.C. §199 (e)에 따라 발명의 명칭이 "사용 시점 수처리 시스템"인 1999년 6월 21일자로 가출원된 제60/140,090호와, 발명이 명칭이 "유도 결합된 밸러스트를 갖는 수처리 시스템"인 1999년 6월 21일자로 가출원된 제60/140,159호를 우선권 주장하며, 상기 각 출원은 본 명세서에 참고로 수록되어 있다. 또한, 발명의 명칭이 "유체 처리 시스템"인 본 출원과 동일자로 출원된 특허 출원 내에 포함된 개시 내용도 참고로 수록되어 있다.

본 발명은 수중의 오염물을 여과 및 처리하기 위해 가정 및 사무실에서 사용되는 사용 시점 수처리 시스템 유닛에 관한 것이다.

본 발명은 종래의 사용 시점 가정 및 사무실 수처리 시스템(WTS:Water Treatment System) 유닛과 관련된 여러 가지 문제점들을 최소화시키거나 극복한다. 첫 번째 문제점은 UV 벌브를 내부에 갖는 램프 조립체를 활용하는 종래의 WTS 유닛은 에너지 측면에서 비효율적이라는 점이다. 종래의 램프 조립체가 작동될 때, UV 벌브 내의 가스가 WTS 유닛 내의 미생물을 적절히 파괴시키는 데 필요한 세기 수준의 출력 광선으로 충분히 여기 되기까지는 상당량의 시동 시간을 필요로 한다. UV 벌브 조립체가 충분히 여기되고 미생물에 적절히 조사되기 전에 WTS로부터 배출되는 용수는 허용할 수 없을 만큼 높은 수준의 살아 있는 미생물을 포함할 수 있다. 결과적으로, 종래의 램프 조립체는 지속적으로 운영되어야 하는데 이는 상당량의 에너지를 사용한다. 또한, 램프 조립체를 예컨대 밤새도록 지속적으로 운영하면, WTS 내의 용수는 불유쾌하게 따뜻해진다. 마지막으로, 지속적으로 운영되는 램프 조립체의 예상 수명은 용수가 처리되는 중에만 작동되는 램프 조립체에 비해서 상당히 단축된다.

두 번째 문제점은 WTS 유닛 내의 반사 조립체의 디자인에 있다. 램프 효율을 높이기 위한 시도로서, 반사 조립체는 내부의 미생물에 조사되는 UV 벌브 조립체 및 송수관 주위에 위치된다. 송수관에 충돌하지 않은 UV 벌브 조립체로부터 방출된 광선은 반사체 벽으로부터 반사되어 복귀되고 송수관에 충돌할 기회를 다시 얻게 된다. 불행하게도, 이들 원형 반사체 구조에 의해 발생되는 많은 UV 광선은 송수관에 전혀 도달하지 못한다. 그보다는, 반사된 광선의 상당 부분은 UV 벌브 조립체에 의해 재흡수되고 송수관에 전혀 도달하지 못한다.

세 번째 문제점은 램프 조립체의 WTS 유닛과의 전기적 결합과 관련된다. 램프 조립체가 WTS 유닛 내에 설치되거나 그로부터 제거될 때마다, 램프 조립체는 WTS 유닛에 대해 기계적으로 또는 전기적으로 결합 또는 해제되어야 한다. 이는 종종 복잡하면서 고가의 장착 조립체를 요구한다. 또한, 전기가 WTS 유닛을 통해 통하는 동안에는 전기 접속부가 습기에 노출되지 않도록 주의해야 한다.

동축으로 정렬된 램프 조립체 및 필터 조립체는 때때로 WTS 유닛의 크기를 최소화하는 데 사용된다. 특정한 WTS 내의 램프 조립체 및 필터 조립체는 WTS 유닛으로부터 동시에 제거되거나 제거되지 않을 수 있다. 이들 조립체들이 동시에 제거되면, 이들 조립체 자체가 상당한 무게를 가질 뿐만 아니라 용수로 채워져 있으므로 흔히 상당히 무겁게 된다. 이와는 다르게, 램프 및 필터 조립체가 WTS 유닛으로부터 개별적으로 분리될 수 있는 경우에도, 취급 중에 이들 조립체들 중 하나로부터 용수를 쏟게 되는 상당히 흔한 문제점이 존재한다.

UV 램프 조립체를 갖는 WTS 유닛이 당면한 다른 문제점은 램프 조립체를 감시하기 위해 복잡한 감시 시스템이 필요하다는 것이다. 램프 조립체가 노후화될수록, 램프 조립체로부터의 UV 광선 출력의 세기는 일반적으로 감소된다. 결국, 세기가 소정의 미생물 살균율을 실행하는 데 필요한 수준 이하로 떨어지게 된다. 소정 최소 세기에 도달하기 전에 램프 조립체를 교체해야 한다. 따라서, 감시 시스템은 WTS 유닛 내의 UV 광선의 세기를 검토하기 위해 필요하다. 이러한 감시 시스템은 통상 고가이다. 이것은 종종 석영 창이 구비된 고가의 UV 광센서를 필요로 한다.

시스템이 중단되면 발생하는 미생물 성장 때문에 사용 시점 수처리 시스템은 통상 지속적으로 운영된다. 통상의 WTS 유닛 내의 램프 조립체는, 요구 살균율을 얻기 위해 필요한 방출된 조사 세기의 임계치에 도달하는 데에 비교적 장시간이 요구된다. 따라서, 허용될 수 없을 만큼 높은 수준의 살아 있는 미생물을 포함하는 용수가 광선의 세기의 임계치에 도달하기 전에 WTS 유닛으로부터 배출될 수도 있다.

통상의 WTS 유닛이 갖는 다른 문제점 및 결점은 수작업에 의해 설치되어야 하는 너트, 볼트 및 O-링을 포함하는 필터 및 램프 조립체를 위한 복잡한 조립체 및 로킹 기구를 포함한다는 점이다.

램프 조립체 및 필터 조립체를 채용한 종래의 WTS 유닛에서의 이들 및 다른 결점은 본 발명에 의해 극복된다.

본 발명은 기부 유닛과, 내부 슬리브를 구비한 필터 조립체와, UV 램프 조립체와 같은 2차 수처리 장치를 갖는 사용 시점 수처리 시스템을 포함한다. 내부 슬리브는 2차 수처리 장치를 위한 챔버를 제공한다. 이상적으로는, 제1 및 제2 밸브와 밀봉부는 필터 조립체와 2차 수처리 장치 그리고 2차 수처리 장치와 기부 유닛 사이에서의 용수 유동을 제어한다. 밸브 및 밀봉부는 필터 조립체 및 램프 조립체가 기부 유닛으로부터 제거 및 교체될 때 원치 않는 용수의 쏟아짐을 방지한다.

또한, 본 발명은 벌브 조립체를 포함하는 수처리 시스템에 바람직하게 사용되는 램프 조립체와, 반사 조립체와, 램프 조립체를 통해 용수를 보내는 송수관을 포함한다. 반사 조립체는 벌브 조립체로부터 방출되는 광선을 반사시켜서 송수관 상에 집중시키고 벌브 조립체로 복귀하지 않게 하는 구성 및 형상을 가짐으로써 램프 조립체의 효율을 증진시킨다.

또한, 본 발명은 한 쌍의 단부 캡 사이에 포획되는 송수관과, 송수관을 조사하기 위한 벌브 조립체를 포함하는 교체 가능한 램프 조립체를 추가로 포함한다. 송수관은 미생물 및 다른 오염물이 처리되는 반응 용기의 역할을 한다. UV 벌브 조립체 및 송수관을 둘러싸는 대체로 폐쇄된 용기를 형성하도록 단부 캡과 협력하는 수납부가 사용되기도 한다. 또한, 램프 조립체는 단부 캡 사이에서 연장하는 2개 이상의 송수관을 포함할 수도 있다. 램프 조립체는 일반적으로 독립형이고, 시험 시설물 또는 수처리 시스템 내에 용이하게 설치될 수 있다.

본 발명의 다른 태양은 필라멘트들 사이의 벌브 조립체의 중간 부분을 냉각시키기 위한 응축 요소의 사용이다. 냉각되는 중간 부분은 수은과 같은 응축 가능한 재료가 필라멘트들 사이의 벌브의 중간 부분 상에 응축할 수 있게 한다. 램프조립체에 전압이 인가되면, 응축된 수은은 필라멘트들 사이의 아크 경로 내에 놓이므로 신속하게 재증발될 수 있다. 이와는 달리, 응축된 수은이 아크 경로의 외부에 있으면, 램프 조립체에 전압이 재인가될 때 응축된 수은이 완전히 증발하게 되는 데는 더 많은 시간이 필요하다. 아크 경로 내에서 수은의 이러한 응축은 램프 조립체가 임계 세기 수준에 단시간 내에 도달할 수 있게 돕는다. 벌브와 저온 용수를 보내는 송수관 사이에 연장되는 응축 요소는 응축 요소와 접촉하는 벌브의 중간 부분을 냉각시키기 위한 흡열 장치로서의 역할을 할 수 있다. 응축 요소가 탄성 중합체이면, 응축은 완충 기능을 할 수도 있다.

본 발명의 또 다른 특징은 UV 광선을 가시 광선으로 변환하기 위해 형광 염료가 주입된 플라스틱 도광관의 사용이다. 이러한 변환은 램프 조립체에 의해 발생되는 UV 광선의 상대 세기가 저가의 가시 광선 검출기에 의해 용이하게 측정될 수 있게 한다. 도광관은 입사 UV 광선을 수용하기 위해 연마된 각진 표면을 포함하며 도광관이 특정 방출 표면에서 가시 광선을 방출하게 하는데, 여기서 가시 광선은 세기가 측정된다. 바람직하게는, 형광 염료는 녹색 파장의 색상이다.

추가적인 특징은 수처리 시스템을 통과하는 미생물을 죽이는 데 필요한 UV 조사선을 제공하기 위한 기부 유닛과, 램프 조립체의 유도 방식 결합의 사용이다. 또한, 기부 유닛, 필터 조립체 및 램프 조립체 상의 스마트 칩 사이의 주파수 확인(RFID: radio frequency identification) 및 통신은 필터 및 램프의 수명 및 사용법, 특정 필터 조립체 또는 램프 조립체의 확인과 같은 수처리 시스템의 작동에 관한 정보 및 다른 소정 정보를 제공할 수 있다. 유도 결합 및 RFID의 사용은필터 조립체 및 램프 조립체가 기부 유닛과의 견고한 배선 없이도 작동할 수 있게 한다. 기부 유닛은 수처리 시스템의 작동을 제어하기 위해 마이크로프로세서를 포함한다.

본 발명의 목적은 제거 가능한 램프 조립체와 램프 조립체에 동력을 공급하는 기부 유닛 사이의 직접적인 물리적 및 전기적 연결을 필요로 하지 않는 WTS 유닛을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 1차 코일을 갖는 기부 유닛 및 2차 코일을 갖는 램프 조립체를 갖는 WTS 유닛을 제공하는 것으로, 1차 코일은 강한 세기의 UV 광선이 WTS 유닛 내에 발생되도록 램프 조립체에 동력을 공급하기 위해 2차 코일에 에너지를 공급한다.

본 발명의 또 다른 목적은 WTS 유닛 내에 반사 조립체를 제공하는 것으로, UV 벌브 조립체에 의해 발생되는 UV 광선은 처리될 용수를 보내는 하나 이상의 송수관 상에 반사 및 집중되고 반사된 광선이 UV 벌브 조립체에 충돌하고 그에 의해 흡수되는 것을 최소화한다.

본 발명의 추가적인 목적은 용수가 필터 조립체를 통과할 수 있도록 필터 조립체가 기부 유닛 및 램프 조립체에 협력하여 장착되며 필터 조립체가 기부 유닛 및 램프 조립체로부터 제거될 때 필터 조립체는 자기 밀봉되어 용수가 필터 조립체로부터 쏟아지는 것을 방지하도록 된 WTS 유닛을 제공하는 것이다.

또 다른 목적은 밸러스트 및 램프 조립체를 갖는 WTS 유닛을 제공하는 것으로, 요구 미생물 파괴율을 유지하면서 램프 조립체가 간헐적으로 운영될 수 있도록시동 시에 UV 벌브 조립체는 충분한 세기의 UV 광선을 실질적으로 순간적으로 발생시킨다.

또 다른 목적은 간헐적으로 운영되며, 한 쌍의 이격된 필라멘트 및 UV 벌브 조립체 상의 냉각 지점이 필라멘트들 사이에 형성되도록 UV 벌브 조립체와 접촉하는 흡열 장치가 구비된 UV 벌브 조립체를 갖는 WTS 유닛을 제공하는 것으로, UV 벌브 조립체에 전압 인가가 중지될 때 적어도 하나의 이온화된 가스가 필라멘트들 사이의 냉각 지점에 인접하여 응축하게 된다. 이는 UV 벌브 조립체에 전압이 재인가될 때 응축된 가스가 신속하게 재이온화되게 한다.

또 다른 목적은 UV 광선을 수용하고, 형광을 발생시키며, 입사하는 UV 광선의 세기에 대체로 정비례하는 가시 광선을 출력하는 도광관을 제공하는 것이다.

추가적인 목적은 필터 및 램프 조립체의 사용법 정보를 기록하기 위해 기부 유닛 상의 전기 조립체와 송수신하는 스마트 칩을 하나 이상의 필터 및 램프 조립체 내에 제공하는 것이다.

도1은 본 발명에 따라 제조된 WTS 유닛의 사시도.

도2는 WTS 유닛의 좌측면도.

도3은 WTS 유닛의 배면도.

도4는 상부 덮개가 제거되고 필터 및 램프 조립체가 기부 유닛으로부터 제거된 상태의 WTS 유닛의 기부 유닛의 사시도.

도5는 WTS 유닛의 주요 구성 요소의 분해 사시도.

도6a 내지 도6e는 필터 조립체의 분해도, 측면도 및 도6b의 선 6C-6C를 따라 취한 단면도와, 도6c의 6D로 표시된 원 부분으로부터 취한 부분 확대도와, 도6c의 6E로 표시된 원 부분으로부터 취한 부분 확대도.

도7a 내지 도7f는 기부 및 내부 슬리브의 상부 사시도, 저면 사시도, 정면도 및 도7c의 7D-7D를 따라 취한 단면도, 평면도 및 저면도.

도8a 내지 도8c는 램프 조립체의 분해 사시도, 측면도 및 평면도.

도9a 내지 도9c는 램프 조립체의 기부 조립체의 분해 사시도, 평면도 및 도9b의 선 9C-9C를 따라 취한 단면도.

도10a 내지 도10e는 램프 조립체의 기부 부조립체의 분해 사시도, 정면도, 저면도, 측면도 및 평면도.

도11a 내지 도11c는 기부 부조립체의 기부 지지부의 사시도, 평면도 및 저면도.

도12a 내지 도12c는 기부 부조립체의 저부 차폐부의 사시도, 평면도 및 저면도.

도13a 내지 도13c는 2차 코일의 사시도, 스풀의 평면도 및 도13b의 선 13C-13C를 따라 취한 스풀의 단면도.

도14는 스마트 칩의 사시도.

도15a 및 도15b는 도광관의 배면 사시도 및 배면도.

도16은 상부 지지부 조립체의 분해 사시도.

도17은 상부 캡의 저면 사시도.

도18은 상부 차폐부의 상부 사시도.

도19는 램프 조립체의 분해 사시도.

도20a 및 도20b는 수납부의 내부 및 측면도.

도21a 및 도21b는 반사체의 사시도 및 상부 단부도.

도22는 반사된 UV 광선을 예시적으로 보여주는 램프 조립체를 통한 단면도.

도23a 내지 도23d는 UV 벌브 조립체의 정면도와, UV 벌브 조립체의 흡열 장치와 직립 상태, 역전 상태 및 직립 상태의 개략도.

도24는 도23b 내지 도23d의 UV 벌브 조립체에 의해 발생되는 상대 광선 세기의 그래프.

도25a 내지 도25f는 도광관의 확대 전방 사시도, 평면도, 배면도, 정면도,저면도 및 측면도.

도26a 내지 도26c는 저부 덮개 조립체의 평면도, 저면도 및 분해 사시도.

도27a 내지 도27f는 전자 조립체의 후방 사시도, 정면도, 배면도, 평면도, 측면도 및 저면도.

도28a 내지 도28d는 유출 컵 조립체의 저면 사시도, 평면도, 도28b의 선 28C-28C를 따라 취한 단면도, 도28b의 선 28D-28D를 따라 취한 단면도.

도29a 내지 도29c는 유입 밸브 조립체의 분해도, 측면도 및 도29b의 선 29C-29C를 따라 취한 단면도.

도30a 내지 도30c는 내부 슬리브 조립체의 분해 사시도, 평면도 및 저면도.

도31a 내지 도31d는 내부 슬리브 및 유출 컵 조립체의 사시도, 저면도, 정면도 및 도13b의 선 31D-31D를 따라 취한 단면도.

도32a 내지 도32c는 전방 덮개 및 렌즈 조립체의 분해 사시도, 평면도 및 정면도.

도33a 내지 도33c는 전방 덮개의 후방 사시도, 배면도 및 평면도.

도34a 내지 도34e는 후방 덮개의 전방 사시도, 후방 사시도, 평면도, 배면도 및 측면도.

도35a와 도35b는 상부 덮개 조립체의 전방 사시도 및 평면도.

도36a와 도36d는 상부 덮개의 전방 사시도, 정면도 및 도36b의 선 36C-36C를 따라 취한 단면도.

도37은 WTS 유닛의 도3의 선 37-37을 따라 취한 확대 단면도.

도38은 도2의 선 38-38을 따라 취한 확대 단면도.

도39는 도40의 선 39-39를 따라 취한 확대 단면도.

도40은 도39의 선 40-40을 따라 취한 단면도.

도41은 도39의 선 41-41을 따라 취한 단면도.

도42는 도39의 선 42-42를 따라 취한 단면도.

도43은 도39의 선 43-43을 따라 취한 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20 : 수처리 시스템 유닛

22 : 기부 유닛

24 : 램프 조립체

26 : 필터 조립체

90 : 필터 블록

92 : 내부 슬리브

96 : 필터 하우징

100 : 유입 체크 볼

102 : 유출 체크 볼

본 발명의 상기 및 다른 특징, 목적 및 장점은 다음의 설명, 청구의 범위 및 첨부된 도면으로부터 쉽게 알 수 있다.

본 발명에 따라 제조된 예시적인 수처리 시스템(WTS) 유닛(20)은 도1의 사시도로 도시되어 있다. 도2와 도3은 WTS 유닛(20)의 좌측면도와 배면도를 각각 도시하고 있다. 도4는 기부 유닛(22), 램프 조립체(24) 및 필터 조립체(26)를 포함하는 WTS 유닛(20)의 주요 부속품들의 분해도를 도시하고 있다. 램프 조립체(24)와필터 조립체(26)는 기부 유닛(22)으로부터 개별적으로 제거 가능하며 교체 가능하다. 필터 조립체(26)는 우선 기부 유닛(22)으로부터 제거되며 그런 다음 램프 조립체(24)가 기부 유닛(22)으로부터 탈착될 수 있다. 이와 유사하게, 램프 조립체(24)는 우선 기부 유닛(22)에 장착된다. 그런 후에, 필터 조립체(26)는 램프 조립체(24) 상에 동축으로 위치되고 WTS 유닛(20)이 재조립될 때 기부 유닛(22)에 베이어닛(bayonet) 장착된다.

도1 내지 도3을 참조하면, WTS 유닛(20)의 외부는 덮개(32), 후방 덮개(34), 전방 덮개(36) 및 상부 덮개(40)로 형성된다. 렌즈(42)가 전방 덮개(36) 내의 개구 내에 장착된다. 렌즈(42)는 WTS 유닛(20)의 작동 매개 변수를 시각적 표시를 수용한다. 도2는 WTS 유닛(20)의 좌측면도를 도시하고 도3은 배면도를 도시하고 있다. 동력을 수용하기 위한 전원 플러그 조립체(44)는 후방 덮개(34)의 후방에 위치된다. 도4는 상부 덮개(40)가 필터 조립체(26)보다 먼저 제거되고 그런 다음 램프 조립체(24)가 기부 유닛(22)의 나머지로부터 제거되는 것을 보여준다.

이하 도5를 참조하면, WTS 유닛(20)의 주요 구성 요소들이 사시도로 도시되어 있다. 기부 유닛(22)은 3개의 내부 슬리브 커버(52), 유입 밸브 조립체(54), 유출 컵이 구비된 유출 컵 조립체(56), 유입 및 유출 엘보우 조립체(62, 64)와 함께 저부 덮개(32)를 포함하는 저부 덮개 조립체(60) 및 전자 조립체(66)가 구비된 내부 슬리브(50)를 포함한다. 이들 구성 요소는 저부 덮개(32), 전방 덮개(36) 및 렌즈(42), 후방 덮개(34) 및 상부면 덮개(40)에 내에 수납된다. 또한, 자석 홀더(68) 및 상부면 덮개(40)에 부착되는 자석(70)도 도시되어 있다. 상부덮개(40) 및 자석(70)이 WTS 유닛(20)의 나머지 상부에 적당하게 위치되지 않으면, 자석(70)의 자장은 전자 조립체(66) 상의 센서에 의해 감지되지 않게 되고 WTS 유닛(20)에 전압이 인가되지 않게 된다.

램프 조립체(24)는 기부 부조립체(72), 2차 코일(74), 저부 지지부 부조립체(76), 상부 지지부 조립체(78), 한 쌍의 석영 슬리브(80), UV 벌브 조립체(82), 한 쌍의 협력식 수납부 및 반사체 부조립체를 포함한다. 필터 조립체(26)는 필터 블록(90), 기부 및 내부 슬리브(92), 나사 링(94), 필터 하우징(96) 및 탄성 중합체 필터 하우징 파지부(98)를 포함한다.

전술한 구성 요소들은 보다 상세하게 개별적으로 설명하기로 한다. 그런 후에, 여러 구성 요소들의 조립 및 정합에 대해서 WTS 유닛(20)을 통한 여러 다양한 도면을 활용하여 설명하기로 한다.

A. 필터 조립체

도6a 내지 도6e를 참조하면, 필터 조립체(26)는 필터 블록 조립체(88), 돔형 및 원통형 외부 필터 하우징(96), 유입 체크 볼(100), 유출 체크 볼(102), 기부 및 내부 슬리브(92), 필터 나사 링(94), 블록 개스킷(104) 및 필터 하우징 파지부(98)를 포함한다. 필터 하우징 파지부(98)는 외부 필터 하우징(96)의 상부 돔형 단부 상으로 연장되어 그 상부에 가압 끼움된다. 필터 블록 조립체(88)는 저부 필터 단부 캡(106)과 상부 필터 단부 캡(108) 사이에 포획되는 환형 탄소 블록(90)을 갖는다. 또한, 필터 블록 조립체(88)는 탄소 블록(90)의 외주연부를 둘러싸는 탄소 블랭킷(110)을 갖는다. 탄소 블랭킷(110)은 필터로서 작용하며 탄소 블록(90)을 통해 방사상 내측으로 통과하려고 하는 임의의 거대 입자들을 포획하는 나일론 메쉬로 구성된다. 스마트 칩(112)은 기부 및 내부 슬리브(92)의 기부에 보유된다. 스마트 칩(112)은 필터 사용법과 관련된 매개 변수들을 기록하는 데에 사용된다. 전자 조립체(66) 상의 센서는 필터 사용법에 관한 세부 사항을 얻기 위해 스마트 칩(112)에 유도 방식으로 동력을 공급하고 그와 통신한다.

도6c와 도6d를 참조하면, 필터 블록 조립체(88)는 필터 하우징(96) 내에 배치되어 블록 개스킷(104)과 기부 및 내부 슬리브(92)의 하부 상에 지지된다. 블록 개스킷(104)은 기부 및 내부 슬리브(92) 내의 홈 내에 보유된다. 탄소 블록 조립체(88)는 필터 나사 링(94) 상에 나사 결합된다. 이어서, 필터 나사 링(94)은 용접 과정을 통해 기부 및 내부 슬리브(92)에 영구적으로 부착된다. 그 개방 단부에서, 외부 필터 하우징(96)은 기부 및 내부 슬리브(92)의 외주에 용접된다. 유입 체크 볼(100)은 기부 및 내부 슬리브(92)의 기부 부근에 활주 가능하게 보유되는 한편, 유출 체크 볼(102)은 기부 및 내부 슬리브(92)의 상부와 필터 블록 조립체(88)의 상단부 캡(108) 아래에 활주 가능하게 보유된다.

도6d를 참조하면, 저부 필터 단부 캡(106)은 수평으로 연장되는 환형 트레이부(116)를 지지하는 환형 허브부(114)를 갖는다. 내측 나사부(120)가 허브부(114)의 방사상 내부면 상에 형성된다. 트레이부(116)에는 일련의 4개의 동심 홈(122)이 내부에 형성되고 또한 내측 및 외측 플랜지(124, 126)를 갖는다. 탄소 블록(90)의 저부는 트레이부(116) 상에 지지되며 내측 플랜지와 외측 플랜지(124,126) 사이에 포획된다. 이하 도6e를 참조하면, 상부 필터 단부 캡(108)은 내측 및 외측 플랜지(132, 134)를 갖는 환형 트레이부(130), 환형 캡부(136) 및 하향 개방형 볼 보유 컵부(140)를 포함한다. 분명히 도시되지는 않았지만, 트레이부(130)는 또한 탄소 블록(90)에 대향하게 배치된 4개의 동심 홈을 포함한다. 상단부 캡(108)은 내부 슬리브(92)의 상부 상에 유출 체크 볼(102)을 활주 가능하게 포획하는 형상을 갖는다.

필터 하우징(96)은 폐쇄된 돔형 단부(142) 및 원통부(144)를 포함한다. 원통부(144)의 개방 단부에는 도6c 및 도6d에 도시된 바와 같이 기부 및 내부 슬리브(92)에 영구적으로 부착되도록 된 두께 감소 단부(146)가 있다. EMA 테이프(148)는 용접이 용이하도록 단부(146)와 기부 및 내부 슬리브(92)의 외주 사이에 형성된 간극 내에 위치된다.

기부 및 내부 슬리브(92)는 도7a 내지 도7f에 개별적으로 도시되어 있다. 기부 및 내부 슬리브(92)는 기부(150), 중간 원통부(152) 및 상부(154)를 포함한다. 상부(154)는 그를 통해 연장되는 유출 개구(160)가 구비된 디스크형 단부 캡(156)을 포함한다. 3개의 원주 방향으로 이격된 아치형 돌기(162)는 유출 개구(160)를 둘러싸고 유출 체크 볼(102)을 둘러싸서 위치시키는 역할을 한다. 유출 개구(160)의 외주 둘레에는 볼 시트(164)가 있다. 원통부(152)의 상단부는 램프 조립체(24)(도시되지 않음)의 대응하는 부분과 맞물리는 형상으로 된 단차부(166)를 포함한다.

도6d에 잘 도시된 바와 같이, 기부(150)는 블록 개스킷(104)과, 볼시트(174)에 의해 둘러싸인 유입 개구(172)와, 유입 체크 볼(100)을 안내하는 3개의 협력하는 원주 방향으로 이격된 돌기(176)를 수용하기 위한 개스킷 홈(170)을 포함한다. 도7a 내지 도7d를 참조하면, 3개의 원주 방향으로 이격된 경사진 스캘럽(178)과 L자형 보유 탱(180)이 필터 조립체(26)가 내부 슬리브(50)에 바이어닛 장착되는 것을 허용하기 위해 기부(150)의 저부면 상에 형성된다. 경사진 스캘럽(178)은 필터 조립체(26)가 기부 유닛(22)으로부터 분리될 때 필터 조립체(26)를 기부 유닛(22)으로부터 이격되게 상승시키는 일을 보조한다. 개구(186)를 내부에 갖는 직사각형 스마트 칩 보유기 챔버(184) 또한 기부(150)의 저부면 상에 형성된다. 개구(186)는 억지 끼움으로 스마트 칩(112)을 보유하는 크기를 갖는다. 스마트 칩(112)은 전자 조립체(66)에 정보를 기록 및 전송하는 목적을 수행한다.

필터 나사 링(94)은 외부 나사부(192)를 포함한다. 필터 나사 링(94)의 외부 반경 방향 외주는 기부 및 내부 슬리브(92)의 원통부(152)의 외경과 정합하는 크기를 갖는다. 필터 나사 링(94)은 도6c 및 도6d에 도시된 바와 같이 기부(150)에 인접하여 기부 및 내부 슬리브(92)의 원통부에 음파 용접된다.

필터 조립체(26)는 다음과 같이 조립된다. 필터 나사 링(94)은 기부(150)에 인접하여 기부 및 내부 슬리브(92)의 원통부(152) 상에 위치된다. 필터 나사 링(94)을 원통부(152)에 영구적으로 부착시키기 위해 음파 용접이 사용된다. 유입 체크 볼(100)은 볼 시트(174) 상에 안착하는 협력 돌기(176) 내에 설치된다. 이와 유사하게, 유출 체크 볼(102)은 볼 시트(164) 상의 돌기(162) 내에 위치된다. 블록 개스킷(104)은 기부 및 내부 슬리브(92)의 기부(150)의 개스킷 홈(170) 내에 위치된다. 그런 다음, 기부 및 내부 슬리브(92)의 원통부(152)는 필터 블록 조립체(88)의 내측 방사상 외주 내에 미끄러진다. 이에, 유출 체크 볼(102)은 돌기(162) 내에 그리고 필터 조립체(26)의 상단부 캡(108)의 컵부(140) 아래에서 포획된다. 필터 블록 조립체(88)는 그런 다음 필터 나사 링(94) 상에 나사 체결되어 개스킷(104)을 필터 블록 조립체(88)와 기부 및 내부 슬리브(92) 사이에 압축식으로 포획한다. 필터 하우징(96)은 기부(150) 상에 안착하는 필터 블록 조립체(88) 상에 위치된다. 필터 하우징(96)의 단부(146)는 EMA 테이프(148)를 이용하여 기부(150)의 방사상 외부에 용접(EMAWELD)되어, 필터 조립체(26)의 폐쇄된 압력 용기를 생성한다. 스마트 칩(112)은 보유기 챔버(184) 내로 가압된다.

WTS 유닛(20)의 작동 중에, 용수는 도6c 및 도6d에 화살표로 표시된 경로를 따라 필터 조립체(26)를 통해 이동한다. 가압수는 필터 유입 개구(172)에서 도입되어 유입 체크 볼(100)을 그 볼 시트(174)로부터 상승시킨다. (유입 체크 볼(100)과 볼 시트(174)는 일방 역행 방지 밸브를 형성하므로 용수는 필터 조립체(25)로부터 필터 유입 개구(172)를 통해 역류할 수 없음에 유의한다.) 용수는 필터 블록 조립체(88)의 저부 필터 단부 캡(106)의 아래와 기부 및 내부 슬리브(92)의 기부(150) 상부에 형성된 환형 구역을 충전한다. 그런 다음, 용수는 탄소 블록(90)의 방사상 외부와 필터 하우징(96)의 내부 사이에 생성된 환형 구역으로 상방으로 통과한다. 용수는 탄소 블록(90)의 외경으로 유입되고 용수가 그 방사상 내부 외주를 통과하면서 여과된다. 용수는 그런 다음 탄소 블록(90)과 기부 및 내부 슬리브(92)의 원통부(154) 사이에 형성된 환형 공간 내에 수용된다. 그리고 나서 용수는 기부 및 내부 슬리브(92)의 상부 위와 캡부(136) 아래로 상방으로 통과해야 한다. 유출 체크 볼(102)은 볼 시트(164) 내에 안착되며 유출 체크 볼(102)이 상방으로 이동되지 않으면 용수가 필터 조립체(26)로부터 누출되는 것을 막는다. 이는 필터 조립체(26)가 이하에 설명된 바와 같이 램프 조립체(24) 상에 적당히 위치된 경우에만 일어난다. 필터 조립체(26)가 기부 유닛(22)으로부터 제거되어 램프 조립체(24)로부터 상승되면, 유출 체크 볼(102)은 볼 시트(164)에 안착될 것이며 필터 조립체(26) 내에 보유된 용수는 필터 조립체(26) 내에 남아 있게 된다.

B. 램프 조립체

도8a 내지 도8c는 램프 조립체(24)를 도시하고 있다. 램프 조립체(24)는 기부 부조립체(72), 2차 코일(74), 저부 지지부 부조립체(76), 상부 지지부 조립체(78), 한 쌍의 석영 슬리브(80), UV 벌브 조립체(82), 응축 O-링(84), 한 쌍의 협력 수납부 및 반사체 부조립체(86)를 포함한다.

도9a 내지 도9c는 기부 부조립체(72)를 도시하고 있다. 기부 부조립체(72)는 컵형 기부(200), 유출 O-링(202), 타원형 분기관 밀봉부(204) 및 체크 볼(206)을 포함한다. 기부(200)는 원통 벽(210)과 기부 벽(212)을 갖는다. 타원 벽(214)은 기부 벽(212)으로부터 상방으로 연장되며 그 외부면에 타원 밀봉부 단차부(216)를 갖는다. 타원 벽(214) 내에는 체크 볼(206)을 수용하기 위해 내부에 포켓(222)이 구비된 저부 벽(220)이 위치된다. 정렬 홈(224)은 원통 벽(210)의 내부를 따라 수직으로 연장된다. 원통 벽(210) 상에는 도광관 포켓(226)이 위치된다. 유출 개구(228)는 기부 벽(212) 아래에 배치된 허브(230) 내에 형성된다. 한 쌍의 L자형 바이어닛 부재(232)는 기부 벽(212) 아래에 형성된다. 바이어닛 부재(232)는 WTS 유닛(20)이 조립될 때 램프 조립체(24)를 유출 컵(58)에 해제 가능하게 보유하는 역할을 한다. 유출 O-링(202)을 수용하기 위해 홈(234)이 허브(230)의 외부에 형성된다.

체크 볼(206)은 UV 램프 조립체(24)가 기부 유닛(22)으로부터 제거될 때 용수가 램프 조립체(24)로부터 빠져나가는 것을 방지한다. 타원 분기관 밀봉부(204)는 도37 및 도38에 잘 도시된 바와 같이 기부 부조립체(72)와 저부 지지부 조립체(76) 사이를 밀봉하는 역할을 한다. 유출 O-링(202)은 기부 부조립체(72)와 유출 컵(58)의 내부 사이를 밀봉한다.

저부 지지부 조립체(76)의 분해 상태는 도10a에 도시되어 있으며, 그 조립 상태는 도10b 내지 도10e에 도시되어 있다. 기부 지지부(240)는 한 쌍의 O-링(244) 주위에 포획하도록 저부 차폐부(242)와 협력한다. 서미스터(246)가 저부 차폐부(242)에 부착된다. 스마트 칩(250) 및 도광관(252)은 이하에 보다 상세히 설명된 바와 같이 저부 지지부 조립체(76) 내에 보유된다. 스마트 칩(250)은 전기 조립체(66)와 전자적으로 통신한다. 스마트 칩(250)은 램프 조립체(24)의 다양한 작동 변수들을 측정한다. 도광관(252)은 램프 조립체(24)로부터의 UV 광선을 전자 조립체(66) 상의 광센서에 의해 감지되는 가시 광선으로 변환한다. 이와는다르게, 별도의 온도 감지 회로가 WTS 유닛(20) 내의 온도를 제어하기 위해 사용될 수 있다. WTS 유닛(20)은 WTS 유닛(20) 내에서의 용수의 동결을 방지하도록 자동적으로 작동될 것이다.

기부 지지부(240)는 도11a 내지 도11c에 도시되어 있다. 한 쌍의 저부 컵(260) 각각은 O-링(244)을 보유하기 위한 O-링 시트(262)를 갖는다. 각각의 컵(260)의 저부에는 용수 유출 개구(264)가 있다. 한 쌍의 직사각형 바이어닛 개구(286)는 2차 코일(74)을 기부 지지부(240) 아래에 고정시키도록 사용된다. 8개의 정렬 리브(268)가 기부 지지부(240)를 기부(200)의 홈(224) 내에 정렬하기 위해 외주 모서리 상에 형성된다. 나비넥타이형 지지부(274)는 기부 지지부(240)의 중앙에 형성되고 저부 차폐부(242)를 기부 지지부(240)에 음파 용접하기 위한 에너지 분산기로서의 역할을 한다. 도11c에 잘 도시된 바와 같이, 타원 벽(276)이 기부 지지부(240)의 저부에 배치되어 기부 조립체(72)(도9a) 상의 타원 벽(214)과 연결되도록 사용된다. 중심에는 파일럿 구멍(282)이 구비된 지지 구조물(280)이 있다. 두 쌍의 길고 짧은 위치 리브(284, 286)가 T자 형태를 형성한다. 리브(284, 286)의 자유 단부는 타원 벽(276)의 단부와 함께 2차 코일(74)의 방사상 내주를 파일럿 연결하는 역할을 한다.

저부 차폐부(242)는 도12a 내지 도12c에 개별적으로 도시되어 있다. 한 쌍의 상부 컵(290)은 사이에 O-링(244)이 포획되면서 기부 지지부(240) 상의 저부 컵(260)과 대향하도록 구성된다. 각 컵(290)의 개구(292)는 석영 슬리브(80)의 하단부를 수용하도록 되어 있다(도8a). 6개의 상방 연장 리브(294)는 UV 벌브 조립체(82)의 하단부를 포획하도록 대체로 타원으로 배치된다(도8a). 대체로 직사각형 포켓(296)은 그 안에 스마트 칩(250)과 또한 도광관(252)의 더브테일 기부를 수용하는 크기로 된다(도15b 참조). 포켓(296)은 4개의 기판 내의 연장 쐐기형 리브(300)에 의해 상부 측면 상에 형성된다. 리브(300)들은 더브테일 방식으로 도광관(252)을 보유하도록 협력한다. 포켓(296)의 저부는 중간 및 단부 십자 부재(302, 304)에 의해 형성된다. 와이어 개구(306)는 포켓(296)으로부터 저부 차폐부(240)의 대향 측면 상에 위치된 보스(310)로 형성된다. 와이어 개구(306)는 서미스터(246)의 장착부를 수용한다. 또한, 4개의 삼각형 리브(312)는 저부 차폐부(240) 상에 형성되며 수납부 부조립체(76)를 정렬하는 역할을 한다. 상부 컵(290)의 하부면은 O-링을 보유하기 위한 시트를 형성한다(도10a 참조).

2차 코일(74)이 도13a에 도시되어 있다. 코일(74)은 주위에 와이어 코일(326)이 권취된 환형 보빈(320)을 포함한다. 와이어 코일(326) 상에 55회 감겨 있다. 보빈(320)은 한 쌍의 정반대로 이격된 보유 탱(322)과 한 쌍의 구멍이 형성된 보스(324)를 포함한다. 한 쌍의 리드 와이어(330)가 구멍이 형성된 보스(324)를 통해 연장된다. 보유 탱(322)은 2차 코일(74)을 기부 지지부 조립체(76)(도8a 참조) 아래에 고정시키기 위해 기부 지지부(240)의 탱 개구(266)(도11a 내지 도11c 참조) 내에 고정되도록 구성된다.

스마트 칩(250)은 도14에 도시되어 있다. 스마트 칩(250)은 내부에 컴퓨터 칩(342)이 매설 또는 성형되어 있는 메인 본체(340)를 갖는다. 메인 본체(340)는 직사각형 부분(344)과 쐐기 부분(346)을 포함한다. 스마트 칩(342)은 직사각형 부분(344)은 억지 끼움으로 보유되고 쐐기 부분(346)은 기판 외부로 연장되면서 포켓(296) 내에 미끄러져 들어간다.

도광관(252)은 도15a 및 도15b에 도시되어 있다. 도광관(252)은 만곡부(350)와 블록형 장착부(352)를 포함한다. 장착부(352)의 하부면 상에는 쐐기형 더브테일부(354)가 있다. 더브테일부(354)는 도광관(252)을 저부 차폐부(242)에 확고하게 고정시키기 위해 포켓(296)의 4개의 쐐기형 리브(302)(도12a 내지 도12c 참조)와 맞물린다. 만곡부(350)는 광택 있는 상부면(360)을 포함하며 램프 조립체(24)로부터 UV 광선을 수용한다. UV 광선은 도광관(252)의 기판 외면(362)을 떠나도록 도광관(252)이 형광하여 반사되는 가시 광선을 조사하게 한다. 기판 내의 만곡면(364)은 UV 벌브 조립체(82)를 대면하고 램프 조립체(24)가 작동될 때 상부면(36)에 비하여 실제로 비교적 적은 UV 광선을 수용한다. 도광관(252)은 램프 조립체(24)의 작동과 연계하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도16은 상부 지지부 조립체(78)의 분해도이다. 상부 지지부 조립체(78)의 구성 요소는 상부 캡(366), 상부 차폐부(368), 유입 O-링(370) 및 한 쌍의 석영 O-링(372)을 포함한다. 상부 캡(366)과 상부 차폐부(368)는 각각 도17 및 도18에 개별적으로 도시되어 있다. 상부 캡(368)은 버튼(376)이 상부 측면으로부터 상방으로 연장되어 있는 디스크 본체(374)를 갖는다. 버튼(376)은 필터 조립체(26)가 램프 조립체(24) 상에 위치될 때 필터 조립체(26)의 유출 볼(102)을 해제시키도록 작동한다. 외주 주위에는 유입 O-링(370)을 수용하기 위한 홈(382)이 구비된플랜지(380)가 있다. 디스크 본체(374)의 하부 측면 상에는 한 쌍의 상부 컵(384)이 배치되어 있다. 상부 컵(384) 내에는 밀봉부 단차부(386)가 형성된다. 개구(388)가 상부 캡(366)을 통해 연장된다. 상부 차폐부(368)는 상부 컵(384)과 협력하도록 된 리세스(392)가 내부에 형성되어 있는 원형 메인 본체(390)를 갖는다. 한 쌍의 개구(394)는 상부 차폐부(368)를 통해 연장된다. 석영 O-링(372)은 램프 조립체(24)의 조립 중에 석영 슬리브(80)의 상단부 주위를 밀봉하기 위한 밀봉 기구가 상부 지지부 조립체(78)에 구비되도록 상부 컵(384)과 리세스(392) 사이에 포획된다.

도19는 램프 조립체(24)의 분해도를 도시하고 있다. 도20a 및 도20b는 수납부(400)의 정면도 및 측면도를 도시하고 있다. 수납부 및 반사체 부조립체(86) 각각은 수납부(400)와 반사체(402)를 포함한다. 각 수납부(400)는 한 쌍의 평면부(405)들 사이를 연결하는 만곡된 중앙부(404)를 포함한다. 각각의 수납부(400)의 종방향 외주를 따라 일련의 핀(408) 및 정합 홀(410)을 갖는 플랜지(407)가 위치된다. 서로 가압되면, 수납부(400)들은 대향하는 핀(408)들과 홀(410)들이 서로 협력하여 체결되면서 서로 정합한다. 수납부(400)의 상부에는 덮개 수용 간극(416)을 사이에 형성하는 대향하는 하부 및 상부 플랜지(412, 414)가 있다. 간극(416)은 램프 조립체(24)가 조립될 때 상부 지지부 조립체(78)를 수용한다. 대체로 직사각형인 개구(420)는 탄성 중합체 O-링(370)의 일부를 수용하도록 수납부(400)의 상부에 형성된다. 각 수납부(400)의 기부에는 외부 플랜지(422) 및 내부 플랜지(424)가 있다. 내부 플랜지(424)는 저부 지지부 조립체(76) 주위에서 포획하도록 구성된다. 외부 플랜지(422)는 기부(200)에 의해 수용된다. 보유 탱(406)은 기부(200)의 내측면 상의 홈 내에 수용된다. 수납부(400)는 구조적 강성을 높이기 위해 일련의 종방향으로 이격된 리브(426)를 갖는다.

도21a 및 도21b는 반사체(402)의 예를 도시하고 있다. 반사체(402)는 일반적으로 단면이 플랜지(430)와 중앙 만곡부(432)를 갖는 오메가형이다. 만곡부(432)는 일정 반경부(434)와 수렴 반경부(436)를 포함한다. 일정 반경부(434)는 대략 90°의 각도(α)에 걸쳐 연장된다. 중앙 만곡부(432) 상의 곡률 반경은 일정하다. 이에 반해, 수렴 반경부(436)의 곡률 반경은 플랜지(430)의 변곡점(438)으로부터 감소한다.

도22로부터 알 수 있는 바와 같이, 반사체(402)의 이러한 오메가(Ω)형 구조는 UV 광선을 석영 슬리브(80) 상으로 집중 또는 반사시키는 것을 향상시키는 한편, UV 벌브 조립체(82)의 벌브(440)로 재반사되거나 집중되는 광선을 최소화한다. 벌브(440)의 표면 상의 지점으로부터 수직 또는 직각으로 이동하는 광선은, 수직 광선의 반사각이 변곡점(438)을 향해 감소하면서, 플랜지(430)에 인접한 수렴 반경부(436)에서 최대의 반사각으로 도달하게 된다. 즉, 벌브(440)의 부분이 반사체(402)에 가까울수록, 반사체(402)에 의해 제공되는 반사각은 커지게 되어 수직 광선이 UV 벌브 조립체(82)에 도달하는 것을 피할 수 있도록 돕는다. 이와 유사하게는, 석영 튜브(80) 상에서 직접 반사되기에는 불충분한 각도로 반사체(402)에 충돌하는 광선은 1회 이상 반사체(402)의 다른 부분에 충돌하고 나서 조사벌브(440) 중 하나에 충돌하기보다는 석영 슬리브(80)에 충돌하게 된다. 이러한 오메가형 반사체(402)를 사용하면, 단면이 완전 원형이며 벌브(440)를 둘러싸는 반사체를 사용하는 것에 비해서, 내부 거울면에 직접 또는 3번 이내로 반사되어 또는 되튀어 나와서 석영 튜브(80)에 충돌하는 광선의 세기를 최대 40％ 증가시키는 것으로 어림잡는다. 반사율을 높이기 위해 반사체(402)의 내부는 광택이 있게 되어 있는 반사체(402)는 본 바람직한 실시예에서 알루미늄으로 제조된다. 반사체(402)는 전자기 스펙트럼의 UV 범위 내의 광선을 흡수하기보다는 반사하는 재질로 제조되어야 한다. 반사체(402)는 대체로 매끄럽고, 연속적인 만곡된 내부면을 갖는 것이 바람직하지만, 각면(facet)이 반사된 광선을 벌브(440)로부터 이격되어 그리고 석영 튜브(80)를 향하여 분사 또는 집중되도록 하기만 한다면 각면 반사체도 사용될 수 있다.

도23a는 UV 벌브 조립체(82)를 도시하고 있다. UV 벌브 조립체(82)는 가스가 2개의 벌브(440) 사이를 통과하게 하는 상부 통로(442)가 구비된 2개의 나란한 조사 벌브(440)를 포함한다. 한 쌍의 필라멘트(444)는 각 리드(446) 쌍에 전기 접속된다. 리드(446)는 UV 벌브 조립체(82)의 기부(448)를 통과한다. 리드(446)는 램프 조립체(24)에 전압을 인가하도록 2차 코일(74)에 접속된다. UV 벌브 조립체(82)는 가장 바람직한 99：1의 비율로 네온-아르곤(Ne-Ar) 가스 혼합물로 충전된다. 50：50 혼합물에서 최대 99.5：0.5 혼합물이 본 발명에서 가능하다. 또한, 수은(Hg)이 벌브(440) 내에 수용되고 실온에서 고체 상태로 있다. 수은은 UV 벌브 조립체(82)의 작동 중에 증발한다. 네온-아르곤 가스 혼합물은 수은이 플라즈마 상태가 되는 것을 돕는 스타터 역할을 한다. 네온-아르곤 가스 혼합물은 벌브(440)에서의 높은 벽 온도에서도 종래의 UV 벌브 조립체에서보다 높은 전체적인 안정성을 제공한다. 이는 추운 날씨 또는 WTS 유닛(20)을 통해 저온의 용수가 유동하는 경우에서와 같은 저온 작동 조건에서 특히 중요하다. 이러한 특징은 WTS 유닛에 사용되는 종래의 UV 벌브 조립체에 비하여 향상된 세기와 보다 짧은 시동 시간에 기여한다.

에너지는 하나의 필라멘트(444) 아크로부터 통로(442)를 통해 상방으로 전달되고 다른 필라멘트(444)로 아래로 내려간다. 이러한 과정 중에, 가스는 여기되어 광선이 생성된다. 음극 예열 중에, 필라멘트는 오렌지-적색 이온화를 생성한다. 네온-아르곤 혼합물이 여기되기 시작하면, 적색 광선이 생성된다. 최종적으로, 네온-아르곤 가스 혼합물의 이온화는 Hg가 증발하게 하여 파장이 254 나노미터인 UV 광선을 생성한다. UV 광선은 램프 조립체(24)의 석영 슬리브(80)를 통과하는 미생물을 가장 효과적으로 파괴한다.

응축 O-링(84)은 UV 벌브 조립체(82)의 석영 슬리브(80)와의 접촉을 완충하는 데 사용된다. 또한 O-링(84)은 WTS 유닛(20)의 작동 중에 벌브로부터 비교적 저온의 용수가 통과하는 석영 슬리브(80)로 열을 인출하는 흡열 장치로서 작용한다. UV 벌브 조립체(82)가 초기에 여기 및 작동된 후에, O-링(84)과 직접 접촉하는 벌브(440)의 부분의 온도는 인접한 벌브(440)의 다른 부분의 온도보다 약간 낮다. 따라서, 증발된 수은 플라즈마는 램프 조립체(24)가 중단된 경우에 응축 O-링(84)에 인접한 벌브(440) 내에 응축하게 된다. 응축 O-링(84)이 없다면, 보다많은 수은이 필라멘트(444) 아래의 램프 조립체(82)의 기부에 응축하게 될 것이다. 램프 조립체(24)는 O-링(84)이 없을 때보다 구비될 때에 보다 신속하게 소정의 세기 수준에 도달되는 것으로 밝혀졌다. 이것은 수은이 필라멘트(444) 아래, 즉 아크 경로 밖에서보다는 필라멘트(444)들 사이의 아크 경로 내에서 응축되기 때문이다.

도23b 내지 도23d는 3가지 실험 조건하에서 작동하는 UV 벌브 조립체를 도시하고 있다. 이들 조립체로부터의 결과가 그래프의 형태로 도24에 도시되어 있다. 첫 번째 경우, 즉 도23b에 있어서, UV 벌브 조립체(82)는 수직 위치로 위치되지만, 응축 O-링(84)은 구비되지 않는다. 두 번째 경우, 즉 도23c에 있어서, UV 벌브 조립체(82)는 응축된 Hg가 기부(448)에 대해 원위인 벌브(440)의 단부로 하강하도록 거꾸로 위치되었다. 역시, 흡열 장치는 구비되지 않았다. 마지막으로, 도23d에 있어서, UV 벌브 조립체(82)는 수직 위치로 위치되고, 응축 O-링(82)이 구비되며 황동 바아가 열을 소산시키기 위한 흡열 장치로 사용되었다. 이들 실험 UV 램프 조립체(84)의 광선 세기 결과는 2회의 시간, 즉 t₁과 t₂에 기록되었다. 결과는 시간(t₂)에 기록된 최고 결과에 대해 표준화하였다.

도24에 도시된 그래프로부터, 기부가 아래로 있고 흡열 장치를 사용한 UV 벌브 조립체(82)가 시간(t₂)에서 1.0의 표준 최소 세기를 나타냄을 알 수 있다. 두 번째로 양호한 성능은 기부가 역전되거나 상방에 있으면서 흡열 장치가 사용된 두 번째 실시예에서 나타났는데, 세 번째 경우의 0.84 배의 표준화된 결과를 냈다.마지막으로, 흡열 장치를 사용하지 않으면서 UV 벌브 조립체가 수직 위치로 된 첫 번째 경우는 가장 느린 UV 벌브 조립체(84) 시동 시간을 나타냈으며 기부가 하향/흡열 장치가 있는 세 번째 경우의 겨우 0.56 배의 세기를 나타냈다. 따라서, 응축 O-링(84)을 구비하는 것이 실질적으로 순간적인 시동과 세기를 갖는 UV 벌브 조립체(84)가 사용되는 본 발명의 경우에 유리하다. 이와 같이 최대 세기까지의 신속한 도달은 미생물을 만족할만하게 파괴시키면서도 램프 조립체(24)가 지속적으로보다는 간헐적으로 작동될 수 있게 한다. 비록 본 실시예에는 사용되지 않았으나, O-링(84) 주위에 Al 호일을 감은 것과 같은 다른 추가적인 흡열 장치가 사용될 수도 있다.

도광관(252)을 보다 상세히 설명하기로 한다. 도광관(252)은 바람직하게는 1％ 이하의 비율의 형광 녹색 염료가 혼합된 대체로 투명한, V826으로 표시되는 아크릴로 제조된다. 녹색 염료는 60-3170의 표시로 미시간주에 소재한 유니폼 칼러 오브 홀란드(Uniform Color of Holland)로부터 입수 가능하다. 이 염료는 UV 광선이 충돌할 때 파장이 254 ㎚인 광선을 형광 발광하여, 녹색 범위 내의 가시 광선을 방출하도록 된 것이다. 녹색은 다른 색상의 통과를 엄격히 제한하면서 도광관(252)을 통해 광선을 가장 효율적으로 전달하는 것으로 판명되었다. 예를 들어, UV 램프 조립체(72) 내의 수은에 의해 생성되는 청색 광선 부분은 도광관(252)을 통과하지 않아서, UV 광선이 도광관(252)에 충돌하지 않으면 광선이 WTS 유닛(20) 외부에서 가시 가능하다. 따라서, 사용자는 청색 글로우에 의해 램프 조립체(24)가 작동 중인지 아닌지를 알 수 있다. 그러나, 도광관(252)을 통과하도록 된 청색 광선의 세기는 현저히 감소된다. 결과적으로, 광센서 또는 전자 조립체(252)는 주로 UV 광선이 파이프(252)에 충돌함에 기인한 형광에 의해 생성되는 가시 광선의 세기를 감지하고 램프 조립체(24)에 의해 생성된 다른 가시 광선은 감지하지 않는다. 따라서, 도광관(252)은 거의 대역 여파 필터로서 작동한다.

기하학적으로, 도광관(252)은 전방의 만곡된 기판 내면(364)과 상부면(360)을 갖는다. 또한, 장착 블록(352)의 단부에는 발광 기판 외면(362)이 있다. 상부면(360)과 발광 기판 외면(362) 모두 광선을 용이하게 받거나 보낼 수 있도록 광택이 있다. 도광관(252)이 도39에 잘 도시된 바와 같이 필라멘트(444)에 인접하여 배치되어 있으므로 기판 내면(364)에 들어가는 대부분의 광선은 UV 벌브 조립체(82)의 필라멘트 영역으로부터이다. 필라멘트(444)로부터 방출되는 광선은 일반적으로 가시 광선의 적색 범위 내에 있으며, 도광관(252)을 통해 용이하게 전달되지 않는다. 도25c 및 도25f에 도시된 바와 같이, 상부면(360)은 약간 만곡되었으며 기판 내면(364)으로부터 기판 외면(262)을 향해 하방으로 기울어진다. 이것은 상부면(360)이 거울 반사체(402)의 중간 길이를 향해 집중되고 또한 램프 조립체(24)의 대부분으로부터 UV 광선을 받을 수 있게 한다. UV 광선이 상부면(360)에 충돌하면, 도광관(252) 중의 염료는 형광 발광하고 녹색의 가시 광선 스펙스럼 내의 광선을 발광한다. 이 가시 가능한 녹색은 도광관(252)의 내부면에 의해 반사되어 도25f에 제안된 바와 같이 기판 외면(362)의 밖으로 향한다. 도광관(252)에 녹색 형광 염료를 사용함으로써, 도광관(252)으로부터 출력되는 가시 광선의 세기는 일반적으로 램프 조립체(24) 내에서 생성되는 UV 광선에 선형 비례함을 알게 되었다. 따라서, 발광 기판 외면(362)으로부터 방출되는 가시 광선을 감지함으로써, 이 출력이 선형이 아니면, 컴퓨터 칩 또는 순람표(look up table)를 사용하여 기판 외면(362)으로부터의 광선의 출력과 벌브 조립체(82)에 의해 출력된 UV 광선 세기 사이의 관계를 수립할 수 있다. 그러나, 이러한 컴퓨터 칩 및 순람표의 추가적인 필요는 더욱 복잡하게 하며 감시 회로의 비용을 증가시키게 된다. UV 광선이 아닌 가시 광선을 측정한다면 보다 고가의 UV 광선 검출기와 석영 창 또는 도광관의 사용하기보다는 저가의 가시 광선 검출기와 아크릴 도광관을 사용할 수 있게 한다.

본 발명은 또한 램프 조립체(24)의 온도를 감시하기 위해 도광관(252)으로부터 출력되는 색상을 감시할 가능성을 제시한다. UV 램프 조립체(82)가 UV 광선을 출력하지 않고, 대신에, 필라멘트 또는 네온-아르곤 가스 혼합물에 의해 생성되는 가시 광선만을 전달한다면, 매우 약한 세기의 광선이 기판 외면(362)으로부터 출력된다. 또한, 벌브 조립체가 강한 세기에서 작동되는 경우에 일반적으로 출력되는 녹색과는 다른 색상일 것이다.

램프 조립체(24)는 다음과 같이 조립된다. 첫 번째 단계는 기부 지지부 조립체(76)를 조립하는 것이다. 도10a에 제시된 바와 같이, O-링(244)이 기부 지지부(240)와 저부 차폐부(242) 사이에 포획된다. 스마트 칩(250)은 포켓(296) 내에 억지 끼워지고 도광관(252)은 포켓(296) 상에 더브테일식으로 장착된다. 그리고 나서, 기부 지지부(240)와 기부 차폐부(242)가 서로 음파 용접된다. 도8a를 참조하면, 2차 코일(74)은 탱(322)에 의해, 리드(330)가 기부 지지부 조립체(76)로부터 이격되어 연장되면서, 기부 지지부(240) 상의 바이어닛 개구(266)에 장착된다. 다음으로, 상부 지지부 조립체(78)가 도16에 제시된 바와 같이 석영 O-링(372)이 서로 음파 용접되는 상부 캡(366)과 상부 차폐부(368) 사이에 포획되도록 조립된다.

UV 벌브 조립체(82)는 리드(440)가 기부 지지부(240)의 슬롯(270, 272)을 통해 연장되면서, 기부 지지부 조립체(76)의 벌브 수용 리브(294)들 내에 위치된다. 그런 다음 석영 슬리브(80)가 기부 조립체(206)의 O-링(244) 내로 하방으로 가압된다. 다음으로, 석영 슬리브(80)와 벌브(440) 간의 정확한 위치를 유지하기 위해서 응축 O-링(84)이 UV 벌브 조립체(82)의 상부 위로 미끄러져 내려간다. 그런 다음, 석영 O-링(372)이 석영 튜브(80)의 외부 주위를 밀봉하면서, 상부 지지부 조립체(78)가 석영 튜브(80) 상에 위치된다.

접착제가 수납부(400)의 만곡부(404)와 수납부(402)의 만곡부(432) 사이에 적용되면서 반사체(402)가 각 수납부(400) 내에 병렬 배치된다. 제1 수납부와 반사 조립체(86)는 시설(도시되지 않음) 내에 수평 방향으로 놓여진다. 그런 후에, UV 벌브 조립체(82), 석영 튜브(80), 저부 및 상부 지지부 조립체(76, 78)로 구성되는 조립체가 조립체(86)의 절반에 위치된다. 그런 다음, 반사체와 수납부 조립체(86)의 나머지 절반이, 파일럿 핀(408)이 정합 홀(410) 내에 끼워지면서, 필터 조립체(86) 상에 놓여진다. 2개의 수납부 조립체(86)들은, 수납부(400)의 각 측면을 따른 플랜지(407)들이 상호 음파 용접되면서, 상호 음파 용접된다.

C. 기부 유닛

도26a 내지 도26c는 저부 덮개 조립체(60)의 평면도, 저면도 및 분해도이다.저부 덮개 조립체(60)는 저부 덮개(32), 유입 및 유출 엘보우 조립체(62, 64), 4개의 푸트 패드(582), 스피커 스크린(584), 전화 잭 커버(586) 및 한 쌍의 C-클립(588)을 포함한다. C-클립(588)은 유입 및 유출 엘보우 조립체(62, 64)를 저부 덮개(32)에 고정시킨다. 유입 및 유출 엘보우 조립체(62, 64)는 유입 엘보우(590), 유출 엘보우(592), O-링(594), 콜릿(596) 및 어댑터(598)로 구성된다.

저부 덮개(32)가 도26c에 도시되어 있다. 외주 벽(602)은 돌출 플랫폼(606)을 둘러싸는 리세스(604)에 인접하게 배치된다. 3개의 나사식 보스(610)는 내부 슬리브(50)를 저부 덮개(32)에 고정시키는 스크루를 수용하도록 되어 있다. 한 쌍의 돌출 리브(612)와, 외주 벽(602)과 돌출 플랫폼(606) 사이에서 연장되는 4개의 보유 리브(614)는 후방 및 전방 덮개(34, 36)를 위치시키는 데 사용된다. 이와 유사하게, 4개의 돌출 십자형 리브(616)는 전기 조립체(66)를 지지하는 데 사용된다. 2개의 정위 보스(620)는 핀을 유출 컵(58) 상에 파일럿 장착하는 데 사용된다. 유입 및 유출 개구(622, 624)는 C-클립을 사용하여 엘보우(62, 64)를 수용하는 크기를 갖는다. 정사각형 개구(626)는 전기 조립체(66) 상의 폰 잭으로의 접근을 제공하도록 되어 있다. 아치부(632, 634)가 WTS 유닛(20)으로 및 그로부터 용수를 전달하는 유입 및 유출 호스(도시되지 않음)를 수용하도록 저부 덮개(22)의 하부면 상에 형성된다.

전기 장치 조립체(66)가 도27a 내지 도27f에 전시되었다. 전기 장치 조립체(66)의 구성 요소는 하부 기판(648), 상부 기판(650), 폰 잭(652), 1차코일(656), 스마트 센서 조립체(654), 전원 잭(660), 플로우 홀 효과(flow hall effect) 센서(662), VFD(664), 스피커(666) 및 자석 센서(668)를 포함한다. 하부 기판(648)은 한 쌍의 지지부 접근 보스 개구(672), 센서(662)가 배치되는 유출 개구(674) 및 유입 개구(676)를 갖는다. 지지부 접근 개구(672)는 저부 덮개(32) 상에 보스(610)가 통과하는 것을 허용한다. 유입 및 유출 개구(674, 676)는 내부 슬리브(50)와 유출 컵 조립체(56)에 대해 들어가고 나오는 수로를 수용한다. 하부 기판(648)의 둘레는 저부 덮개(22)의 계단형 리브(616)에 의해 지지되도록 형성된다. 스마트 센서 조립체(654)는 코일(674)과 광센서(676)를 포함한다. 코일(674)은 필터 및 램프 조립체와 스마트 칩(112, 250)과 송수신하고 동력을 공급하도록 설치된다. 광센서(676)는 도광관(252)으로부터 가시 광선 출력을 수용한다. 자석 센서(668)는 상부 덮개(40)와 자석(70)이 기부 유닛(22)의 나머지 부분 상에 적절히 장착될 때를 감지하도록 상부 기판(650) 상에 장착된다.

유출 컵 조립체는 도28a 내지 도28d에 도시된 바와 같이 유출 컵(58), 상부 베어링(704), 유동 조절기(706), 하부 베어링(710) 및 도광관 컵(712)을 포함한다. 유출 컵(58)은 기부 벽(714); 단차부(722)에 의해 연결된 하부 및 상부 측벽(716, 720); 및 상부 플랜지(724)를 갖는다. 도28b를 참조하면, 한 쌍의 보유 커버(726)는 기부 벽(714)에 음파 용접되어 기부 벽(714) 내에 형성된 L자형 개구(728) 주위를 밀봉한다. 개구(728)는 램프 조립체(24)의 저부 상에 위치된 탱(232)을 바이어닛 장착하는 역할을 한다. 하부 및 상부 측벽(716, 720)의 부분에는 하부 및 상부 단차부(730, 732)가 형성된다. 단차부(730, 732)는 램프 조립체(24)가 유출 컵 조립체(56)에 대해 장착 및 탈착하도록 꼬였을 때 도광관(252)과 포켓(296)의 회전을 수용한다. 하부 벽(716) 내의 개구(734)는 도광관 컵(712)이 내부에 장착되도록 허용한다. 램프 조립체(24)가 유출 컵 조립체(56) 내의 제위치에 로킹되면, 도광관(252)은 개구(734) 및 도광관 컵(712)과 정렬된다. 도광관 컵(712)은 도41에 도시된 바와 같이 광센서(676)와 정렬된다.

통로(738)가 연장되어 있는 송수관(736)이 기부 벽(714)으로부터 하방으로 연장되어 있다. 칼라(740)가 송수관(736)의 상단부 상에 형성된다. 통로(738)의 내부에는 4개의 종방향으로 연장된 슬롯(742)이 구비된다. 각각의 상부 및 하부 베어링(704, 710)은 유출 컵(58)에 대한 베어링(704, 710)의 회전을 막기 위해 슬롯(742) 내에 수용되는 리브(도시되지 않음)를 상부에 갖는다. 상부 베어링(704)은 뾰족한 상단부를 가지며 칼라(740) 위로 연장된다. 램프 조립체(24)가 유출 컵(58)에 장착되면, 상부 베어링(704)은 램프 조립체(24)의 기부(200) 내에 보유된 체크 볼(206)을 시트로부터 해제하여 용수가 유동 조절기(706)로 통과하게 하고, 결국 유출 엘보우 조립체(64)로 통과하게 한다. 램프 조립체(24)가 유출 컵(58)으로부터 제거되면, 체크 볼(206)은 시트에 재안착되어 용수가 램프 조립체(24)의 저부로부터 쏟아지는 것을 방지한다.

하부 및 상부 베어링(704, 710)은 한 쌍의 나선 블레이드를 그 위에 갖는 유동 조절기(706)를 회전식으로 지지한다. 블레이드의 하나에는 자기 칩이 매립되어 있다. 유동 조절기(706)가 회전하면, 플로우 홀 효과 센서(663)는 자기 칩에 의해 생성된 통과하는 자기장을 골라냄으로써, WTS 유닛(20)의 유속을 감지한다. 기부벽(714)의 저부 측면 상에는 저부 덮개(32)의 보스(620) 내에 수용되도록 된 한 쌍의 계단형 정위 핀(744)이 위치된다. 절결부(750)가 내부 슬리브(50) 상에 송수관을 수용하도록 플랜지(724) 내에 형성된다.

도37에 잘 도시된 바와 같이, 유입 밸브 조립체(54)는 내부 슬리브(50) 내에 장착되고 하부 덮개 조립체(60)의 유입 엘보우 조립체(62)를 필터 조립체(26)의 유입 개구(172)와 유체 연결한다. 도29a 내지 도29c는 유입 밸브 조립체(54)를 개별적으로 도시하고 있다. 유입 밸브 조립체(54)의 구성 요소는 유입 밸브 하우징(760), 유입 스프링(762), 유입 체크 볼(764), 유입 오프셋(766), 유입 컵 밀봉부(768) 및 한 쌍의 탄성 중합체 O-링(770)을 포함한다. 유입 밸브 하우징(760)은 O-링을 수용하기 위한 한 쌍의 감소 직경 단부(772, 774)를 갖는다. 유입 밸브 하우징(760) 내의 내측 보어(775)는 유입 스프링(762)의 단부를 수용하기 위한 시트(776)를 포함하도록 단차가 형성되었다. 유입 체크 볼(764)은 유입 스프링(762) 상에 놓이며 필터 조립체(26)가 내부 슬리브(50) 내에 장착될 때 유입 오프셋(766)에 의해 내리눌려질 수 있다. 필터 조립체(26)가 WTS 유닛(20)으로부터 제거되면, 유입 체크 볼(764)은 안착되어 용수가 유입 밸브 조립체(54)를 통과하여 필터 조립체(26)의 부재에 의해 빈 챔버로 통하는 것을 막는다. 내부 슬리브(50)와 밀봉을 보조하는 한 쌍의 밀봉 비드(780)가 유입 컵 밀봉부(768)의 외측 상에 형성된다. 유입 오프셋(766)과 유입 컵 밀봉부(768)는 이들 사이의 상대 회전을 방지하기 위해 상호 맞물리는 리브와 홈(784, 786)을 갖는다.

도30a 내지 도30c는 내부 슬리브(50)와 3개의 커버를 도시하고 있다. 도31a내지 도31d는 유출 컵 조립체(56)가 용접된 내부 슬리브(50)를 도시하고 있다. 내부 슬리브(50)는 상부 둘레 주위로 연장되는 원주 방향으로 연장되는 플랜지(804)를 갖는다. 내부 슬리브(50)는 하부 전방부(80)와 만나도록 하방으로 만곡하는 돌출된 후방부(806)를 갖는다. 전방부(80)의 전방에는 상부 회로 기판(650)을 보유하기 위한 한 쌍의 이격된 슬롯이 형성된 보유 리브(810)가 형성된다. 도30b 및 도30c를 살펴보면, 내부 슬리브(50)의 기부는 필터 조립체(26) 상의 탱(180)을 수용하기 위한 3개의 L자형 보유 개구(812)를 포함한다. 필터 조립체(26)의 저부 상의 대응하는 램프형 스캘럽(178)과 협력하는 3개의 램프(813)가 개구(812)에 인접해 있다. 램프(812)와 스캘럽(178)은 필터 조립체(26)가 내부 슬리브(50)에 설치되거나 그로부터 제거될 때 필터 조립체를 하강 및 상승시키는 것을 돕는다. 커버(52)는 내부 슬리브(50)의 저부가 누수되지 않도록 밀봉하기 위해 각 보유 개구(812) 아래에서 용접된다. 중앙 개구(814)가 유출 컵 조립체(56)를 수용하기 위해 내부 슬리브(56)의 저부에 형성되었다. 저부 덮개(22)를 내부 슬리브(50)에 부착시키는 스크루를 수용하기 위해 3개의 이격기 레그(816)는 3개의 보스(610)와 협력하도록 설계되었다. 스크루는 보스(610)를 통과하여 이격기 레그(816) 내의 구멍(817) 내에 끼워진다.

물 유입 송수관(818)이 내부 슬리브(50)의 기부에 형성된다. 도31d 및 도37에 잘 도시된 바와 같이, 송수관(818)은 하부 송수관부(820), 상부 송수관부(822) 및 중간 네크부(824)를 포함한다. 하부 송수관부(820)는 유입 밸브 조립체(54)의 스프링(762)과 볼(764)을 수용하는 한편, 상부 송수관부(822)는 유입 오프셋(766)과 유입 컵 밀봉부(768)를 활주 가능하게 보유한다. 중앙 개구(814)의 주위에 단차부(726)가 있다. 단차부(726)는 유출 컵 조립체(56)의 상의 플랜지(724)와 정합하여, 그 사이에 음파 용접된 조인트(730)가 형성될 수 있게 된다.

다음은 도32a 내지 도32c와, 도33a 내지 도33c를 참조하면, 렌즈(42)와 전방 덮개(36)가 도시되어 있다. 전방 덮개(36)는 전방부(850)와 후방으로 연장되는 한 쌍의 측부(852)를 갖는 대체로 U자형이다. 전방부(850)의 전방에는 렌즈(42)의 하부 에지와 측면을 수용하도록 된 렌즈 수납 개구(854)가 형성되어 있다. 한 쌍의 수직 슬롯(856)이 전방부(850)의 저부에 위치된다. 두 쌍의 후크형 돌기(860)가 측벽(852)의 내부를 따라 후방으로 연장된다. 측벽(852)의 상부에는 각각의 곡선형 플랜지(862)가 위치된다. 다른 구성 요소와의 조립에 앞서, 렌즈(42)는 렌즈 수납 개구(854) 내에 음파 용접되어 조립체를 형성한다.

후방 덮개(34)가 도35a 내지 도35e에 도시되어 있다. 후방 덮개(34)는 후방부(902)와 한 쌍의 전방 연장 측부(904)를 포함한다. 측부(904)의 내부를 따라 전방으로 두 쌍의 내측 리브(906)가 연장된다. 각 리브(906)의 전방 단부에는 전방 덮개(36)의 후크형 돌기(860)와 해제 가능하게 협력하도록 된 보유 리세스(910)가 있다. 곡선이며 단차가 형성된 상부 플랜지는 후방 덮개(34)의 상부를 가로질러 연장된다. 이와 유사하게, 저부 플랜지(914)는 후방 덮개(24)의 저부를 가로질러 연장되며 저부 덮개(34)의 리세스 내에 수용되는 형상을 갖는다. 전원 플러그 조립체(44)는 후방부(902)의 하부를 통해 연장되고 그에 의해 보유된다.

도35a와 도35b는 상부 덮개(40), 자석 홀더(68) 및 자석(70)을 도시하고 있다. 도36a 내지 도36d는 상부 덮개(40)를 독립적으로 도시하고 있다. 상부 덮개(40)는 전방부(940), 한 쌍의 측부(942), 후방부(944) 및 상부 벽(946)을 포함한다. 하부 플랜지(948)는 상부 덮개(30)의 하부 외주 둘레로 연장되고 후방 및 전방 덮개(24, 25)의 상부 플랜지와 정합하도록 되어 있다. 상부 렌즈 수납 개구(950)는 렌즈(932)의 상부의 곡선과 맞도록 형성된다. 자석 홀더(68)는 인접한 개구(950) 내에 장착되어 자석(70)을 전기 조립체(66) 상의 자석 센서(668)에 근접하게 보유한다. 이 자석(70) 과 센서(668)는 상부 덮개(40)가 제거될 때 WTS 유닛(20)의 전원을 차단하도록 작동한다.

D. 조립 및 작동

기부 유닛(22)은 다음과 같이 조립된다. 내부 슬리브(50)는 상부측이 만곡부(도시되지 않음) 상에 있도록 위치된다. 커버(52)는 내부 슬리브 조립체를 형성하도록 내부 슬리브(50)의 저부에 음파 용접된다. 다음으로 유출 컵 조립체(56)가 조립된다. 유출 컵(58)은 유출 컵에 음파 용접된 커버(726)를 갖는다. 상부 및 하부 베어링(704, 706)과 유동 조절기(706)는 유출 컵(58)의 저부 내의 개구(734) 내에 설치된다. 또한, 도광관 컵(712)은 유출 컵(58)의 개구(734) 내에 설치된다. 유출 컵 조립체(56)는 그런 다음 플랜지(724)가 용접 조인트(830)를 형성하도록 중앙 개구(814)에 인접한 내부 슬리브(50)에 용접되는 상태로 내부 슬리브(50)의 저부 내에 위치된다. 다음으로, 유입 밸브 조립체(54)가 도29a 내지 도29c와 도37에 제시된 바와 같이 내부 슬리브의 송수관(818) 내에 설치된다. O-링(770)이 유입밸브 하우징(760)의 상부와 하부 송수관부(820) 사이에 밀봉을 형성한 상태에서 유입 밸브 하우징(760)과, 유입 스프링(762)과, 유입 체크 볼(764)이 송수관(818)의 하부 송수관부(820) 내에 위치된다. 유입 컵 밀봉부(768) 및 유입 오프셋(766)은 밀봉 링(780)이 송수관(818) 내에서 밀봉하면서 송수관(818)의 네크부(824) 내에 위치된다.

전자 조립체(66)가 다음으로 내부 슬리브 조립체에 부착된다. 하부 기판(748)이 유출 컵(58)의 저부 상에 위치된다. 상부 기판(650) 상의 플랜지는 내부 슬리브(50)의 전방 내의 슬롯이 형성된 보유 리브(810) 내에 수용된다. 렌즈(42)는 전방 덮개(36)에 음파 용접된다. 전방 덮개(36)와 후방 덮개(34)가 그런 다음 내부 슬리브(50)에 부착된다. 전자 조립체(66) 상의 VFD 디스플레이(664)가 렌즈(42)와 정렬된다.

다음으로 저부 덮개 조립체(60)가 조립된다. 유입 및 유출 엘보우 조립체(62, 64)는 저부 덮개(32)에 고정된다. 저부 덮개 조립체(60)는 전자 조립체(66)와 유출 컵 조립체(58) 상에 위치된다. 돌출 리브(612)는 하부 기판(748)의 지지력을 제공한다. 유입 및 유출 엘보우 조립체(62, 64)는 각각 유입 밸브 하우징(760)의 하부 단차부(772)와, 유출 컵(58)의 송수관(736)을 수용한다. 계단형 정위 핀(744)은 하부 기판(748)을 통과하여 저부 덮개(32)의 정위 보스(620) 내에 수납된다. 제3 보스(610)는 도40 및 도41에 도시된 바와 같이 하부 기판(748)의 외부로 통과한다. 장착 보스(610)는 내부 슬리브(850) 상의 장착 레그(816)와 정합한다. 스크루가 장착 레그(816) 내의 개구(817) 내에 자동 태핑되면서 3개의 나사가 장착 보스(610) 내에 삽입되어, 저부 덮개 조립체(60)를 내부 슬리브 조립체와 후방 및 전방 덮개(34, 36)에 고정시킴으로써, 상부 덮개(40)를 제외하고 기부 유닛(22)의 조립을 완성한다.

램프 조립체(24)는 유출 컵(58)의 L자형 보유 개구(726)와 해제 가능하게 맞물리는 보유 탱(232)에 의해 바이어닛 장착된다. 이와 유사한 방식으로, 필터 조립체는 필터 조립체(26)의 보유 탱(180)이 L자형 보유기 개구(812)에 바이어닛 장착되면서 램프 조립체(24) 상에 동축으로 위치된다. 필터 조립체(26)가 장착되면, 필터 조립체(2)는 경사진 리세스 위로 하강한다.

상부 덮개(40)는 상부 덮개에 부착된 자석 홀더(68)를 갖는다. 그런 다음 자석(70)은 자석 홀더(68) 내에 위치된다. 상부 덮개(40)는 필터 조립체(26) 상에 그리고 후방 및 전방 덮개(34, 36) 상에 위치되어, WTS 유닛(20)의 조립을 완성하게 된다. 자석(70)은 전자 조립체(66)의 자석 센서에 근접하여 위치됨으로써 WTS 유닛(20)에 전압이 인가되는 것을 허용한다.

도37을 살펴보면, 용수가 저부 덮개(34) 아래의 유출 조립체(62)에 들어가서 유입 밸브 조립체(54)를 통과한다. 유입 밸브 조립체(54)는 처리되지 않은 용수가 유입 볼(100)을 그 시트(174)로부터 상승시키면서, 용수를 내부 슬리브(50)를 통해 필터 개구(172)에 도달하도록 전달한다. 처리되지 않은 용수는 저부 필터 단부 캡(106) 아래로 그리고 방사상 외측으로 필터 하우징(96)에 충돌할 때까지 통과한다. 그런 다음 처리되지 않은 용수는 필터 하우징(96)과 필터 블록(90)의 방사상 외부 사이에 형성된 공간 내로 상방으로 통과한다. 그리고 나서 처리되지 않은 용수는 기부 및 내부 슬리브(92)에 도달할 때까지 필터 블록(90)을 통해 방사상 내측으로 통과하여 여과된다. 용수는 상부 필터 단부 캡(108)에 도달할 때까지 상방으로 이동한다. 이제 여과된 용수는 필터 단부 캡(108)의 캡부(136) 아래로 그리고 기부 및 내부 슬리브(92)의 상부(154) 위로 방사상 내측으로 이동한다.

램프 조립체(24)가 필터 조립체(26) 내에 설치된 상태에서, 램프 조립체(24) 상의 버튼(376)은 유출 체크 볼(102)을 기부 및 내부 슬리브(92) 상의 그 시트(164)로부터 이동시킨다. 여과된 용수는 유출 개구(160)를 통해 필터 조립체(26)를 통과하여 상부 지지부 조립체(78) 내의 개구(388)를 통해 램프 조립체(24)에 유입되어 석영 슬리브(80)에 유입된다. 여과된 용수는 UV 벌브 조립체(82)에 의해 조사된다. UV 벌브 조립체(82)는 전자 조립체(66)의 1차 코일(656)로부터 전력을 받는 2차 코일(74)에 의해 전력 공급된다. 램프 조립체(24) 내에서 생산되는 UV 광선은 도광관(252)에 충돌하여 그 안의 형광 염료가 형광하여 가시 광선을 생성하게 한다. 가시 광선은 도광관(252)으로부터 도광관 컵(712)을 통해 통과하여 가시 광선 센서(676)에 도달한다. 필터 및 램프 스마트 칩(112, 250)은 스마트 센서 조립체(654)에 매우 근접하게 위치된다.

다음은 도38을 살펴보면, 여과된 용수는 저부 지지부 조립체(76)에 도달할 때까지 UV 벌브 조립체(82)로부터의 UV 광선으로 조사된다. 반사체(402)로부터 반사된 UV 광선은 석영 슬리브(80) 상으로 향하는 광선의 양을 증가시키는 것을 돕는다. 여과 및 조사된 용수는 저부 지지부 조립체(76) 내의 개구(264)를 통해 통과하여 기부(72) 내에 수집된다. 용수는 체크 볼(206)이 상부 베어링(704)에 의해안착되어 있지 않으므로 기부(72) 내의 유출 개구(228)를 통해 배출된다. 이제 충분히 여과된 용수는 로터 또는 유동 조절기를 지나서 회전시킨다. 홀 효과 센서(662)는 WTS 유닛(20)을 통한 유속을 측정하기 위해 유동 조절기(706)를 회전시킴으로써 생성되는 통과 자기장을 골라낸다. 그리고 나서 처리된 용수는 유출 엘보우 조립체(60)를 통해 WTS 유닛(20)에서 배출된다.

이상의 명세서에서 본 발명은 특정한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 대부분의 세부적인 사항들은 설명을 목적으로 기재되었으며, 본 기술 분야의 숙련자라면 본 발명을 변경 가능하며 본 명세서에 기재된 세부 사상들은 본 발명의 기본 원리를 벗어나지 않으면서 상당히 바꿀 수 있다는 것을 곧 알 수 있다.

예를 들어, 미생물을 죽이기 위해 필요한 UV 조사를 방출하는 램프 조립체와 같은 2차 수처리 시스템을 사용하지 않고, 다른 처리 장치가 사용될 수도 있다. 예로는 오존 발생기, 광물 첨가제 분배기, 이온 교환기 또는 수처리용 중공 섬유 매체를 채용한 장치가 포함될 수 있다. 이들 2차 수처리 장치는 또한 필터 조립체의 내부 슬리브에 의해 형성되는 챔버 내에 배치될 수 있다. 이들 2차 수처리 장치는 또한 수처리 시스템의 작동을 제어하는 기부 유닛 내의 1차 코일에 의해 유도 방식으로 전력 공급될 수 있다. 또한, 기부 유닛, 필터 조립체 및 램프 조립체에 대해 이상 설명한 것과 유사한 방식으로 밸브와 밀봉부의 세트가 2차 수처리 장치를 밀봉하도록 채용될 수 있다.

본 발명에 따른 밸브 및 밀봉부의 기술 구성에 의해, 필터 조립체 및 램프조립체가 기부 유닛으로부터 제거 및 교체될 때 원치 않는 용수의 쏟아짐을 방지할 수 있으며, 반사 조립체는 벌브 조립체로부터 방출되는 광선을 반사시켜서 송수관 상에 집중시키고 벌브 조립체로 복귀하지 않게 하는 구성 및 형상을 가짐으로써 램프 조립체의 효율을 증진시키는 효과를 갖는다.

Claims

램프 조립체(24)에 있어서,

유입 개구(388) 및 유출 개구(228)를 갖는 하우징(400, 78, 72)과,

조사선을 발생시키도록 하우징 내에 배치된 벌브 조립체(82)와,

유체를 하우징을 통해 이송하도록 유입 개구(388)와 유출 개구(228) 사이를 연결하는 적어도 하나의 도관(80)과,

하우징 내에 배치된 반사 조립체(402)를 포함하고,

반사 조립체(402)는 도관(80)을 통과하는 유체를 조사하고 광선을 벌브 조립체(82)로부터 이격되어 집중시키기 위해 벌브 조립체(82)로부터 방출되는 광선을 적어도 하나의 도관(80) 상으로 집중시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 램프 조립체.
제1항에 있어서, 반사 조립체(86)는 조사선을 벌브 조립체(82)로부터 이격되어 그리고 적어도 하나의 도관(80) 상으로 집속시키기 위해 협력하는 곡률 반경 증가부(436) 및 곡률 반경 감소부(432)를 갖는 적어도 하나의 반사체(402)를 포함하는 것을 특징으로 하는 램프 조립체.
제1항에 있어서, 반사 조립체(86)는 적어도 하나의 도관(80)을 둘러싸도록 협력하는 한 쌍의 반사체(402)를 포함하는 것을 특징으로 하는 램프 조립체.
제1항에 있어서, 반사체(402)는 신장되고, 대향하여 만곡된 중심부(432) 및 서로에 대해 정합하는 한 쌍의 대향 플랜지(430)를 갖는 단면이 오메가 형상인 것을 특징으로 하는 램프 조립체.
제1항에 있어서, 반사 조립체(86)는 평면인 부분(430) 및 만곡된 부분(432)를 갖는 적어도 하나의 반사체(402)를 포함하고, 만곡된 부분(432)은 방출된 조사선을 적어도 하나의 도관(80) 상에 집중시키는 것을 특징으로 하는 램프 조립체.
제1항에 있어서, 램프 조립체(24)의 하부에 배치된 단부 캡(72)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 램프 조립체.
제6항에 있어서, 단부 캡(72)은 컵 형상이며, 액체가 단부 캡(72)으로부터 누출되는 것을 방지하기 위해 자체 밀봉 밸브(206, 228)를 포함하는 것을 특징으로 하는 램프 조립체.
제7항에 있어서, 밸브는 체크 볼(206)을 포함하는 것을 특징으로 하는 램프 조립체.
제1항에 있어서, 유입 개구(388)를 포함하는 상단부 캡(78)을 더 포함하는것을 특징으로 하는 램프 조립체.
제9항에 있어서, 상단부 캡(78)은 벌브 조립체(82)로부터 이격되어 연장되는 제거 핀(376)을 포함하는 것을 특징으로 하는 램프 조립체.
제1항에 있어서, 하우징은 반사 조립체(402) 주위에 포획된 한 쌍의 신장되고 만곡된 수납부(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 램프 조립체.